《高中地理大气思维导图》
一、大气圈的组成和结构
1. 大气圈的组成
1.1 主要成分
- 氮气 (N2)：约占78%，化学性质稳定，稀释氧气。
- 氧气 (O2)：约占21%，供生物呼吸，维持燃烧。
- 氩气 (Ar)：约占0.93%，惰性气体。
- 二氧化碳 (CO2)：约占0.04%，温室气体，光合作用原料。
1.2 少量成分
- 水汽 (H2O)：含量变化大，形成云、雨、雪、雾，调节气温。
- 臭氧 (O3)：吸收紫外线，保护地球生物。
- 尘埃：凝结核，影响能见度，参与成云致雨。
- 其他气体：如氖气、氦气等。
2. 大气圈的垂直分层
2.1 对流层 (Troposphere)
- 位置：紧邻地面，高度随纬度变化（低纬度高，高纬度低）。
- 特点：
- 气温随高度升高而降低（约6℃/千米）。
- 空气对流运动显著（水汽、尘埃集中）。
- 天气现象复杂多变（云、雨、雪、雾等）。
- 重要性：直接影响人类生活和生产。
2.2 平流层 (Stratosphere)
- 位置：对流层之上。
- 特点：
- 气温随高度升高而升高（臭氧吸收紫外线）。
- 空气平流运动为主（稳定）。
- 有臭氧层（保护作用）。
- 重要性：臭氧层阻挡大量紫外线。
2.3 中间层 (Mesosphere)
- 位置：平流层之上。
- 特点：
- 气温随高度升高而降低（大气稀薄）。
- 大气较为稀薄。
2.4 热层 (Thermosphere)
- 位置：中间层之上。
- 特点：
- 气温随高度升高而升高（吸收太阳辐射）。
- 大气更加稀薄。
- 有电离层（无线电通讯）。
2.5 外逸层 (Exosphere)
- 位置：热层之上。
- 特点：
- 大气极其稀薄，逐渐过渡到星际空间。
- 部分气体分子会逃逸到宇宙空间。
二、大气的受热过程和热力性质
1. 太阳辐射
1.1 太阳辐射的特点
- 波长范围广：包括可见光、红外线、紫外线等。
- 能量巨大：地球能量的主要来源。
- 随纬度变化：低纬度多，高纬度少。
- 随季节变化：夏季多，冬季少。
1.2 影响太阳辐射强度的因素
- 太阳高度角：太阳高度角越大，太阳辐射越强。
- 大气透明度：大气透明度越高，太阳辐射越强。
- 日照时数：日照时数越长，太阳辐射越多。
2. 大气对太阳辐射的削弱作用
2.1 吸收
- 臭氧层：吸收紫外线。
- 水汽和二氧化碳：吸收部分红外线。
2.2 反射
- 云层：反射太阳辐射。
- 冰雪：反射太阳辐射。
- 地表：不同地表反射率不同。
2.3 散射
- 大气分子和尘埃：使阳光发生散射，产生天空颜色。
3. 地面辐射
- 地面辐射：地面吸收太阳辐射后，以长波辐射的形式向外辐射能量。
- 特点：波长较长，主要为红外线。
- 能量大小：受地面温度影响，温度越高，辐射越强。
4. 大气逆辐射
- 大气逆辐射：大气吸收地面辐射后，又以长波辐射的形式向地面辐射能量。
- 作用：补偿地面辐射散失的能量，使地面温度不至于过低。
- 温室效应：大气逆辐射是温室效应的基础。
5. 大气的保温作用
- 原理：大气既能吸收太阳短波辐射，又能吸收地面长波辐射，并产生大气逆辐射，使地面温度升高。
- 影响因素：
- 云量：云量多，大气逆辐射强，保温作用强。
- 二氧化碳浓度：二氧化碳浓度高，大气逆辐射强，保温作用强。
- 水汽含量：水汽含量高，大气逆辐射强，保温作用强。
三、大气运动
1. 水平气压梯度力
- 定义：单位距离内气压变化的力。
- 方向：从高气压指向低气压。
- 大小：气压梯度越大，水平气压梯度力越大。
2. 地转偏向力
- 定义：地球自转引起的对水平运动物体方向的偏转。
- 方向：北半球向右偏转，南半球向左偏转。
- 大小：纬度越高，速度越快，地转偏向力越大；速度越慢，地转偏向力越小。赤道无地转偏向力。
3. 摩擦力
- 定义：大气运动中，空气分子之间的摩擦和空气与地表的摩擦产生的阻力。
- 方向：与大气运动方向相反。
- 大小：地表粗糙度越大，摩擦力越大；风速越快，摩擦力越大。
4. 风的形成
- 成因：水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用。
- 方向：近地面风向与等压线斜交，高空风向与等压线平行。
- 速度：气压梯度越大，风速越大。
5. 常见的大气环流
5.1 三圈环流
- 信风带：低纬度地区，由副热带高气压带吹向赤道低气压带的风。东北信风和东南信风。
- 西风带：中纬度地区，由副热带高气压带吹向副极地低气压带的风。
- 极地东风带：高纬度地区，由极地高气压带吹向副极地低气压带的风。
- 气压带和风带的季节移动：太阳直射点的季节移动导致气压带和风带的季节性移动，影响全球气候。
5.2 海陆风
- 成因：海陆热力性质差异。
- 白天：陆地升温快，形成低气压，吹海风。
- 夜晚：陆地降温快，形成高气压，吹陆风。
5.3 山谷风
- 成因：山坡和谷地热力性质差异。
- 白天：山坡升温快，形成低气压，吹谷风。
- 夜晚：山坡降温快，形成高气压，吹山风。
5.4 季风
- 成因：海陆热力性质差异和气压带风带的季节移动。
- 亚洲季风：冬夏季风方向相反，影响东亚和南亚地区的气候。
四、天气系统
1. 锋面系统
1.1 冷锋
- 定义：冷气团主动向暖气团移动形成的锋面。
- 天气：气温骤降、大风、降水（暴雨、雷雨）。
- 过境后：气温降低，气压升高，天气转晴。
1.2 暖锋
- 定义：暖气团主动向冷气团移动形成的锋面。
- 天气：连续性降水，云层深厚。
- 过境后：气温升高，气压降低，天气转晴。
1.3 准静止锋
- 定义：冷暖气团势力相当，锋面移动缓慢或停滞。
- 天气：长时间的阴雨天气。
2. 气旋
- 定义：低气压中心。
- 特点：北半球逆时针旋转，南半球顺时针旋转。
- 天气：上升气流，多阴雨天气。
3. 反气旋
- 定义：高气压中心。
- 特点：北半球顺时针旋转，南半球逆时针旋转。
- 天气：下沉气流，多晴朗天气。
4. 热带气旋 (台风/飓风)
- 形成条件：温暖的海水、充沛的水汽、弱的垂直风切变。
- 结构：眼区、螺旋云带。
- 影响：强风、暴雨、风暴潮。
五、气候
1. 气候要素
- 气温：年较差、日较差。
- 降水：降水类型、降水量的季节分配。
- 风：风向、风力、风频。
2. 影响气候的因素
- 太阳辐射：纬度位置，地形。
- 大气环流：气压带风带，季风。
- 海陆分布：海洋性气候，大陆性气候。
- 地形：迎风坡，背风坡。
- 洋流：暖流，寒流。
- 人类活动：温室效应，城市热岛效应。
3. 常见气候类型
- 热带气候：热带雨林气候、热带草原气候、热带季风气候、热带沙漠气候。
- 亚热带气候：亚热带季风气候、地中海气候。
- 温带气候：温带季风气候、温带大陆性气候、温带海洋性气候。
- 寒带气候：亚寒带针叶林气候、苔原气候、冰原气候。
六、全球气候变化
1. 温室效应
- 成因：大气中二氧化碳等温室气体浓度增加，导致大气逆辐射增强。
- 影响：全球气候变暖，海平面上升，极端天气事件增多。
2. 酸雨
- 成因：工业排放的二氧化硫和氮氧化物等污染物在大气中转化为酸性物质，随降水降落。
- 影响：腐蚀建筑物，酸化土壤和水体，危害生物。
3. 臭氧层破坏
- 成因：人类活动排放的氟利昂等物质破坏臭氧层。
- 影响：紫外线辐射增强，危害人类健康和生态环境。
4. 应对气候变化的措施
- 减少温室气体排放：节约能源，发展清洁能源，植树造林。
- 提高能源利用效率：推广节能技术和产品。
- 国际合作：共同应对全球气候变化。